壳聚糖基二维杂化材料的制备及性能研究
发布时间:2021-03-28 03:45
二维纳米材料(two-dimensional nanomaterials,2D nanomaterials)是目前使用最广泛的纳米产品之一,因其具有较大的比表面积而在吸附、生物医学等领域有着广阔的应用前景;但是二维纳米材料在使用时存在易团聚的缺点,影响了其性能的发挥。目前最常用的解决办法是使用稳定剂改善二维纳米材料的分散性,然而常用的稳定剂在一定程度上对人体或环境有危害,且会降低二维纳米材料的性能,这限制了二维纳米材料的加工成型与应用。因此,寻找绿色环保的稳定剂,开发简便、高效的二维纳米材料制备方法是二维纳米材料工业急需解决的问题之一。针对这一问题,同时扩展二维纳米材料的应用范围,制备二维杂化材料成为了研究热点。天然高分子壳聚糖的分子链中富含羟基和氨基,可以为二维纳米材料提供还原稳定作用。且壳聚糖及其衍生物在外力驱动下可以插层或剥离二维纳米材料,通过相互作用形成微观组合的杂化材料。同时,壳聚糖具有良好的生物相容性和生物可降解性,为壳聚糖基二维杂化材料在生物医学的应用提供了可能。本论文采用离子交换、静电自组装等方法制备了壳聚糖/石墨烯、壳聚糖/层状硅酸盐和石墨烯/壳聚糖/层状硅酸盐纳米复...
【文章来源】:华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】:134 页
【学位级别】:博士
【部分图文】:
图1-1甲壳素分子链及其在动物外壳骨架的存在[3]??-[3]??
具有很好的水溶性和吸湿保湿性。通过对羧甲基壳聚糖进行季铵化改性可以??得到壳聚糖的两性衍生物,羧甲基壳聚糖季按盐(Quaternized?carboxymethyl?chitosan,??QCMC),其结构见图1-4[35],结合了羧甲基壳聚糖和壳聚糖季铵盐两者的优势。??NH2?NH2?NHCH2CH(OH)CH2N(CH3)3C]??chitosan?CMC?QCMC??图1-4羧甲基壳聚糖季铵盐的制备过程[35]??Figure?1-4.?Preparation?of?quaternized?carboxymethyl?chitosan?(QCMC)?[35]??从吸湿保湿效果来说,羧甲基壳聚糖季铵盐优于羧甲基壳聚糖和壳聚糖季铵盐,其??中季铵基的贡献较小,羧甲基占主导作用,但是两者可以协同增效的作用来提高吸湿保??湿的效果[36]。从抗菌能力来说,在羧甲基壳聚糖季铵盐中,季铵基起到了主要作用,羧??甲基的贡献很小。而增加季铵基的取代度和链长可以明显提高其抗菌性[37,38]。??1.1.3壳聚糖的性能??壳聚糖和甲壳素在与纳米材料混合时,由于分子结构中的羟基、氨基、乙酰氨基,??和自身的阳离子特性,可以发挥其独特的优势。例如:壳聚糖对纳米材料的还原稳定性、??阳离子特性等。??4??
锂阜石是一种人工合成的E八面体结构的具有与蒙脱石类似结构的层状硅酸盐类??物质。其纳米盘直径约为25nm,厚度约为lnm[74'75]。锂皂石的经验分子式为:??Na^KSisMgs.sLic^C^OHM47,如图1-6[73]。在锂皂石中,部分锂离子取代了八面体??结构当中的一部分镁离子,这使得锂皂石层内外电荷不再守恒,所以纳米盘晶面带太量??负电荷,周_带正电荷。锂皂石的表面电势为-38mV,这主要与锂皂石表面的太量的羟??基影响。由于其特殊的电荷分布,锂桌石颗粒在水溶液中,可以形成屋脊状的结构,如??图1-6。由于锂阜石具有优异的触变性能、增稠性能、化学稳定性和极佳的吸附性能,??以及其层层堆叠的空间夹层结构,锂皂石在各个行业中得到了广泛的应用。在日用化工??中,利用锂皂石的触变性能和无毒性,可以将其加入涂料、化妆品和牙膏的配方中,不??7??
【参考文献】:
期刊论文
[1]Recent advances in nanoporous graphene membrane for gas separation and water purification[J]. Chengzhen Sun,Boyao Wen,Bofeng Bai. Science Bulletin. 2015(21)
[2]A Novel Chitosan-based Sponge Coated with Self-assembled Thrombin/Tannic Acid Multilayer Films as a Hemostatic Dressing[J]. Xiao-fei Huang,Jing-wei Jia,王征科,胡巧玲. Chinese Journal of Polymer Science. 2015(02)
[3]反向基因转染技术的最近研究进展[J]. 张鹏飞,胡秀凤,成璐,王玮,刘文广. 化学进展. 2015(01)
[4]紫外测定壳聚糖脱乙酰度方法的探讨[J]. 李海鹰,蒋元勋,杨文智,王芳,祝小静,申世刚. 应用化工. 2012(04)
[5]累托石/聚合物纳米复合材料的新进展[J]. 王小英,刘博,汤玉峰,苏韩杰,韩洋,孙润仓. 无机材料学报. 2012(02)
[6]壳聚糖-淀粉-苯甲酸钠三元共混膜的结构和性能[J]. 王群,杜予民,樊李红,刘慧,王小慧. 武汉大学学报(理学版). 2003(06)
博士论文
[1]基于甲壳素新材料的构建及生物医用评价[D]. 黄瑶.武汉大学 2016
[2]载银壳聚糖基层状硅酸盐纳米复合材料的结构组装与抗菌机理研究[D]. 刘博.华南理工大学 2012
[3]基于低温溶解制备的甲壳素新材料[D]. 汤虎.武汉大学 2012
[4]新型纤维素、甲壳素水凝胶的构建、结构和性能[D]. 常春雨.武汉大学 2011
本文编号:3104819
【文章来源】:华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】:134 页
【学位级别】:博士
【部分图文】:
图1-1甲壳素分子链及其在动物外壳骨架的存在[3]??-[3]??
具有很好的水溶性和吸湿保湿性。通过对羧甲基壳聚糖进行季铵化改性可以??得到壳聚糖的两性衍生物,羧甲基壳聚糖季按盐(Quaternized?carboxymethyl?chitosan,??QCMC),其结构见图1-4[35],结合了羧甲基壳聚糖和壳聚糖季铵盐两者的优势。??NH2?NH2?NHCH2CH(OH)CH2N(CH3)3C]??chitosan?CMC?QCMC??图1-4羧甲基壳聚糖季铵盐的制备过程[35]??Figure?1-4.?Preparation?of?quaternized?carboxymethyl?chitosan?(QCMC)?[35]??从吸湿保湿效果来说,羧甲基壳聚糖季铵盐优于羧甲基壳聚糖和壳聚糖季铵盐,其??中季铵基的贡献较小,羧甲基占主导作用,但是两者可以协同增效的作用来提高吸湿保??湿的效果[36]。从抗菌能力来说,在羧甲基壳聚糖季铵盐中,季铵基起到了主要作用,羧??甲基的贡献很小。而增加季铵基的取代度和链长可以明显提高其抗菌性[37,38]。??1.1.3壳聚糖的性能??壳聚糖和甲壳素在与纳米材料混合时,由于分子结构中的羟基、氨基、乙酰氨基,??和自身的阳离子特性,可以发挥其独特的优势。例如:壳聚糖对纳米材料的还原稳定性、??阳离子特性等。??4??
锂阜石是一种人工合成的E八面体结构的具有与蒙脱石类似结构的层状硅酸盐类??物质。其纳米盘直径约为25nm,厚度约为lnm[74'75]。锂皂石的经验分子式为:??Na^KSisMgs.sLic^C^OHM47,如图1-6[73]。在锂皂石中,部分锂离子取代了八面体??结构当中的一部分镁离子,这使得锂皂石层内外电荷不再守恒,所以纳米盘晶面带太量??负电荷,周_带正电荷。锂皂石的表面电势为-38mV,这主要与锂皂石表面的太量的羟??基影响。由于其特殊的电荷分布,锂桌石颗粒在水溶液中,可以形成屋脊状的结构,如??图1-6。由于锂阜石具有优异的触变性能、增稠性能、化学稳定性和极佳的吸附性能,??以及其层层堆叠的空间夹层结构,锂皂石在各个行业中得到了广泛的应用。在日用化工??中,利用锂皂石的触变性能和无毒性,可以将其加入涂料、化妆品和牙膏的配方中,不??7??
【参考文献】:
期刊论文
[1]Recent advances in nanoporous graphene membrane for gas separation and water purification[J]. Chengzhen Sun,Boyao Wen,Bofeng Bai. Science Bulletin. 2015(21)
[2]A Novel Chitosan-based Sponge Coated with Self-assembled Thrombin/Tannic Acid Multilayer Films as a Hemostatic Dressing[J]. Xiao-fei Huang,Jing-wei Jia,王征科,胡巧玲. Chinese Journal of Polymer Science. 2015(02)
[3]反向基因转染技术的最近研究进展[J]. 张鹏飞,胡秀凤,成璐,王玮,刘文广. 化学进展. 2015(01)
[4]紫外测定壳聚糖脱乙酰度方法的探讨[J]. 李海鹰,蒋元勋,杨文智,王芳,祝小静,申世刚. 应用化工. 2012(04)
[5]累托石/聚合物纳米复合材料的新进展[J]. 王小英,刘博,汤玉峰,苏韩杰,韩洋,孙润仓. 无机材料学报. 2012(02)
[6]壳聚糖-淀粉-苯甲酸钠三元共混膜的结构和性能[J]. 王群,杜予民,樊李红,刘慧,王小慧. 武汉大学学报(理学版). 2003(06)
博士论文
[1]基于甲壳素新材料的构建及生物医用评价[D]. 黄瑶.武汉大学 2016
[2]载银壳聚糖基层状硅酸盐纳米复合材料的结构组装与抗菌机理研究[D]. 刘博.华南理工大学 2012
[3]基于低温溶解制备的甲壳素新材料[D]. 汤虎.武汉大学 2012
[4]新型纤维素、甲壳素水凝胶的构建、结构和性能[D]. 常春雨.武汉大学 2011
本文编号:3104819
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